Evaluación sísmica de edificaciones existentes de concreto reforzado con base en el ASCE 41-17

Abstract

RESUMEN : En este documento se presenta un breve contexto del análisis de edificaciones existentes, una reseña de algunas de las metodologías empleadas para determinar tanto la vulnerabilidad sísmica como el desempeño de edificaciones, y las normas que se pueden emplear como referencia y criterio de evaluación de estas. Se presenta también un caso de estudio para mostrar el desarrollo de la evaluación de una edificación existente siguiendo los procedimientos de la norma ASCE 41-17, con base en un análisis de Etapas (Tier 1 y 2) para una estructura de pórticos en concreto reforzado diseñada con base en el código NSR-98. Para la primera etapa de evaluación, se realizó un análisis simplificado donde se evaluó la configuración del edificio y validó la resistencia a cortante de las columnas. En la segunda etapa de evaluación, se empleó un procedimiento lineal dinámico (LDP) para la obtención de las demandas sísmicas, aplicando factores de reducción de rigidez (para considerar la rigidez efectiva de la estructura) y fuerzas sísmicas determinadas mediante un espectro elástico de aceleraciones y considerando unas combinaciones de carga distintas a las de un diseño convencional basado en fuerzas. Finalmente, se verificaron las demandas en los elementos y los criterios de aceptación del ASCE 41-17 a través del cálculo de las relaciones demanda capacidad (DCR) para los niveles de desempeño Ocupación Inmediata, Seguridad a la Vida y Prevención del Colapso, teniendo como punto de partida las deficiencias identificadas en la Etapa 1 y sus consideraciones.

ABSTRACT : This document shows a short context of the existing buildings analysis, a review of some of the methodologies used to determine both the seismic vulnerability as well as the building performance, and the standards that can be used as reference and evaluation criteria. A study case is also employed to show the development of the evaluation of an existing building following the procedures of ASCE 41-17, based on a stages analysis (Tier 1 and Tier 2) for a reinforced concrete moment frame structure designed based on the NSR-98 code. For the first stage of evaluation, a simplified analysis was performed where the building configuration was evaluated and the shear resistance of the columns was validated. In the second stage of evaluation, a linear dynamic process LDP was applied to obtain the seismic demands, implementing stiffness reduction factors (to consider the effective stiffness of the structure) and seismic forces determined with the elastic spectrum of accelerations and considering different load combinations than in a conventional force-based design. Finally, the demands on the elements and the acceptance criteria of ASCE 41-17 were verified through the calculation of the demand-capacity ratios (DCR) for the Immediate Occupancy, Life Safety and Collapse Prevention performance levels, and taking as a starting point the deficiencies identified in Tier 1 and their considerations.